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      一種高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙通道冷凝換熱裝置的制造方法

      文檔序號:10461209閱讀:701來源:國知局
      一種高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙通道冷凝換熱裝置的制造方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明屬于氣體冷凝換熱領(lǐng)域,具體涉及一種高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙通道冷 凝換熱方法及裝置,其為采用熱傳導(dǎo)原理和高硼硅玻璃雙通道、鋁合金外套管、高導(dǎo)熱硅膠 的高效能冷凝換熱方法及裝置。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 隨著現(xiàn)代新工藝、新技術(shù)的不斷發(fā)展和能源問題的日益嚴(yán)重,帶來了更多的對于 高性能換熱裝置的需求。換熱裝置的性能對產(chǎn)品質(zhì)量、能量利用率以及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可 靠性起著重要的作用,有時甚至是決定性的作用。
      [0003]對于目前常見的氣體冷凝換熱裝置,其所采用的換熱方法是利用空氣或水作為換 熱介質(zhì),采用玻璃材質(zhì)的外殼,高溫氣體通過換熱裝置中的換熱介質(zhì)(空氣或水)、玻璃外殼 與外部的冷源進(jìn)行熱交換,從而達(dá)到相應(yīng)的換熱目的。然而,玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為l.lW/(m? K),空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0244W/(m?K),水在4°C時的導(dǎo)熱系數(shù)為0.58W/(m? K),所以采用玻璃材質(zhì)外殼、空氣或者水作為換熱介質(zhì)的換熱裝置,其換熱效率較低,難以 滿足高溫氣體的冷凝要求。 【實用新型內(nèi)容】
      [0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實用新型提供一種高導(dǎo)熱的高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙 通道冷凝換熱方法及裝置,采用高硼硅玻璃雙螺旋管,擴(kuò)大導(dǎo)熱面積;采用鋁合金外套管 (導(dǎo)熱系數(shù)約為220W/(m?K)),在換熱裝置內(nèi)填充高導(dǎo)熱硅膠(導(dǎo)熱系數(shù)>10W/(m?K))以提 高換熱效率。最終,達(dá)到實現(xiàn)提高換熱裝置的換熱效率的目的。
      [0005] 本實用新型采用的技術(shù)方案為:一種高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙通道冷凝換熱裝 置,該換熱裝置采用雙通道冷凝換熱方法;該換熱裝置上部包括兩個進(jìn)氣口和兩個出氣口, 下部包括兩個排水端,排水端內(nèi)包括螺旋管接口和直管接口,該換熱裝置內(nèi)部采用高硼娃 玻璃所制的內(nèi)、外雙螺旋管和雙直管,同時在該換熱裝置內(nèi)部空隙部位填充高導(dǎo)熱硅膠,整 個換熱裝置外部采用依次連接的隔熱上封頭、鋁合金外套管、隔熱下封頭進(jìn)行固定和保護(hù); 其中,
      [0006] 外冷凝換熱通道結(jié)構(gòu)如下:外螺旋管上端口連接外螺旋管上接口,外螺旋管上接 口連接一個進(jìn)氣口,外螺旋管下端口連接外螺旋管下接口,外螺旋管下接口與直管一下接 口位于排水端一內(nèi),直管一下接口連接直管一下端口,直管一上端口與直管一上接口相連, 直管一上接口連接一個出氣口;
      [0007]內(nèi)冷凝換熱通道結(jié)構(gòu)如下:內(nèi)螺旋管上端口連接內(nèi)螺旋管上接口,內(nèi)螺旋管上接 口連接另一個進(jìn)氣口,內(nèi)螺旋管下端口連接內(nèi)螺旋管下接口,內(nèi)螺旋管下接口與直管二下 接口位于排水端二內(nèi),直管二下接口連接直管二下端口,直管二上端口與直管二上接口相 連,直管二上接口連接另一個出氣口。
      [0008]本實用新型的原理在于:
      [0009]本實用新型的高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙通道冷凝換熱裝置,采用雙通道冷凝換 熱方法,在換熱裝置上部分別設(shè)計兩個進(jìn)氣口和兩個出氣口,下部設(shè)計有兩個排水端,排水 端內(nèi)設(shè)計有螺旋管接口和直管接口,換熱裝置內(nèi)部采用高硼娃玻璃所制的內(nèi)、外雙螺旋管 和雙直管,同時在換熱裝置內(nèi)部空隙部位填充高導(dǎo)熱硅膠13,整個裝置外部采用隔熱上封 頭14、鋁合金外套管15、隔熱下封頭16進(jìn)行固定和保護(hù)。外螺旋管5上端口連接外螺旋管上 接口 1,外螺旋管5下端口連接外螺旋管下接口9,外螺旋管下接口9與直管一下接口 10位于 排水端一 18內(nèi),直管一下接口 10連接直管一7下端口,直管一7上端口與直管一上接口2相 連,此為外冷凝換熱通道設(shè)計;內(nèi)螺旋管6上端口連接內(nèi)螺旋管上接口 3,內(nèi)螺旋管6下端口 連接內(nèi)螺旋管下接口 11,內(nèi)螺旋管下接口 11與直管二下接口 12位于排水端二17內(nèi),直管二 下接口 12連接直管二8下端口,直管二8上端口與直管二上接口 4相連,此為內(nèi)冷凝換熱通道 設(shè)計。
      [0010] 熱量傳遞通常有三種基本方式:熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。本實用新型的主要熱量 傳遞方式為熱傳導(dǎo)方式,導(dǎo)熱基本方程式為:
      ,其中Q是導(dǎo)熱熱流量,A是導(dǎo)熱 系數(shù),A是導(dǎo)熱面積,At是平面壁兩側(cè)溫度差,b是平面壁厚度。根據(jù)導(dǎo)熱方程式可以看出, 在平面壁兩側(cè)溫度差一定的情況下,可以通過增大導(dǎo)熱面積、提高導(dǎo)熱系數(shù)來提高平面壁 導(dǎo)熱熱流量。正如本實用新型中所采用的相關(guān)技術(shù),第一:在換熱裝置內(nèi)采用螺旋管,在有 限空間內(nèi)通過螺旋的方式增大導(dǎo)熱面積;第二:在換熱裝置內(nèi)設(shè)計雙冷凝換熱通道,高溫含 濕氣體在進(jìn)入裝置后依次通過內(nèi)、外雙冷凝換熱通道進(jìn)行兩次冷凝換熱,增大導(dǎo)熱量;第 三:在換熱裝置內(nèi)填充高導(dǎo)熱硅膠高導(dǎo)熱硅膠(導(dǎo)熱系數(shù)>l〇W/(m?K))、裝置外部采用鋁合 金外套管(導(dǎo)熱系數(shù)約為220W/(m?K)),通過選擇高導(dǎo)熱材料來提高導(dǎo)熱系數(shù)。
      [0011] 冷凝換熱過程如圖2所示,高溫含濕氣體從螺旋管口進(jìn)入裝置內(nèi),在螺旋管內(nèi)流動 時,通過高導(dǎo)熱硅膠、鋁合金外套管迅速實現(xiàn)與外部的熱傳導(dǎo)過程,將氣體本身的高熱量迅 速釋放出去,到達(dá)螺旋管底部時冷凝換熱結(jié)束,冷凝水依靠自重向下滴落,而低溫干燥氣 體則順著直管向上流出裝置。
      [0012] 根據(jù)以上分析,高硼硅玻璃/鋁合金復(fù)合雙通道冷凝換熱方法是:高溫含濕氣體從 外螺旋管上接口 1進(jìn)入換熱裝置中,流過外螺旋管5,通過換熱裝置中填充的高導(dǎo)熱硅膠13、 鋁合金外套管15與外部進(jìn)行冷凝換熱,氣體經(jīng)過冷凝析出的冷凝水經(jīng)外螺旋管下接口9、排 水端一 18流出換熱裝置,冷凝換熱后的氣體從直管一下接口 10向上流過直管一 7達(dá)到直管 一上接口 2,此為一次冷凝換熱處理過程;然后,氣體由直管一上接口 2到達(dá)內(nèi)螺旋管上接口 3,再次進(jìn)入換熱裝置,流過內(nèi)螺旋管6,通過換熱裝置中填充的高導(dǎo)熱硅膠13、鋁合金外套 管15與外部進(jìn)行二次冷凝換熱,同樣地,再次冷凝析出的冷凝水經(jīng)內(nèi)螺旋管下接口 11、排水 端二17流出換熱裝置,二次冷凝換熱后的低
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